(57)【要約】  処理装置は、基板ホルダを有する処理チャンバと、処理チャンバ内に第１の原料ガスを供給するように構成されている第１のガス供給システムと、処理チャンバ内に第２の原料ガスを供給するように構成されている第２のガス供給システムと、エネルギー活性化システムと、処理回路とを含む。処理回路は、第１の原料ガスの供給のための第１の処理パラメータを制御し、第２の原料ガスの供給のための第２の処理パラメータを制御し、処理チャンバパラメータ及びエネルギー活性化システムパラメータを制御して、処理チャンバ内の１つ以上の部品の表面と第１の原料ガス及び第２の原料ガスとの反応を生じさせ、プラズマなしで１つ以上の部品の表面から原子層をエッチングし、処理チャンバから１つ以上の反応ガスの除去のための真空システムパラメータを制御するように構成されている。
2019519918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理装置であって、
基板ホルダを含む処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に第１の原料ガスを供給するように構成されている第１のガス供給システムと、
前記処理チャンバ内に第２の原料ガスを供給するように構成されている第２のガス供給システムと、
エネルギー活性化システムと、
処理回路であって、
前記第１の原料ガスの供給のための第１の処理パラメータを制御し、
前記第２の原料ガスの供給のための第２の処理パラメータを制御し、
処理チャンバパラメータ及びエネルギー活性化システムパラメータを制御して、前記処理チャンバ内の１つ以上の部品の表面と前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスとの反応を生じさせ、プラズマなしで該１つ以上の部品の表面から原子層をエッチングし、
前記処理チャンバから１つ以上の反応ガスを除去するための真空システムパラメータを制御する、ように構成されている処理回路と、
を含む処理装置。
【請求項２】
前記処理チャンバは、前記処理チャンバ内で複数の部品を同時に処理するように構成されている、請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記エネルギー活性化システムは、放射線システムを含む、請求項１に記載の処理装置。
【請求項４】
前記放射線システムが電磁源を含む、請求項３に記載の処理装置。
【請求項５】
前記処理回路は、前記処理チャンバ内で２つ以上の光波長を有する放射線を露光するようにさらに構成されている、請求項３に記載の処理装置。
【請求項６】
当該処理装置は、前記処理チャンバ内で複数の部品を同時に原子層エッチングするように構成されている、請求項１に記載の処理装置。
【請求項７】
前記処理回路は、前記処理チャンバ内で前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスを同時に供給するようにさらに構成されている、請求項１に記載の処理装置。
【請求項８】
前記処理回路は、前記処理チャンバ内で前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスの順次供給を繰り返すようにさらに構成されている、請求項１に記載の処理装置。
【請求項９】
前記処理回路は、前記第１の原料ガスを連続的に流すことと、前記第２の原料ガスをパルス的に流すことを前記処理チャンバ内で同時に行うようにさらに構成されている、請求項１に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記処理チャンバが複数のサブチャンバを含み、前記処理回路が該複数のサブチャンバを介して前記１つ以上の部品を順次移動させるようにさらに構成されている、請求項１に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記処理回路は、前記部品の表面から複数の原子単層を順次エッチングするようにさらに構成されている、請求項１に記載の処理装置。
【請求項１２】
部品の表面をエッチングする方法であって、
１つ以上の部品を処理装置の処理チャンバ内の基板ホルダに位置決めするステップと、
前記処理装置のエネルギー活性化システムを介して、前記１つ以上の部品上のエネルギーを所定の温度に活性化するステップと、
第１のガス供給システムを介して、前記処理チャンバ内に第１の原料ガスを供給するステップと、
第２のガス供給システムを介して、前記処理チャンバ内に第２の原料ガスを供給するステップと、
前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスを前記１つ以上の部分の表面と反応させ、プラズマなしで前記１つ以上の部品の表面から原子層をエッチングするように構成されている処理回路を介して、前記処理チャンバ及び前記エネルギー活性化システムの処理パラメータを制御するステップと、
電磁源を介して、前記表面からの反応及びエッチングの副産物を除去するステップと、
前記処理装置の排気チャンバを介して、前記処理チャンバから１つ以上の反応ガスを除去するステップと、を含む方法。
【請求項１３】
前記第１のガス供給システムを介して前記処理チャンバ内にフッ素含有原料ガスを供給するステップと、
前記処理チャンバ内で第１の処理パラメータセットを制御して、前記１つ以上の部品の表面のフッ素化を生じさせるステップと、
前記第２のガス供給システムを介して前記処理チャンバ内に金属有機原料ガスを供給するステップと、
前記処理チャンバ内で第２の処理パラメータセットを制御して、１つ以上のフッ素含有揮発性化合物を生成するステップと、をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスは、同時に前記処理チャンバ内に供給される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスは、交互に前記処理チャンバ内に供給される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の原料ガスが前記処理チャンバ内に連続的に流されると同時に、前記第２の原料ガスが前記処理チャンバ内にパルス的に流される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記エネルギー活性化システムのパラメータは、処理される前記部品の材料及び前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスの材料によって部分的に決定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
処理装置であって、
基板ホルダを含む処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に第１の原料ガスを供給するように構成されている第１のガス供給システムと、
前記処理チャンバ内に第２の原料ガスを供給するように構成されている第２のガス供給システムと、
エネルギー活性化システムと、
排気チャンバと、
前記処理チャンバ及び前記エネルギー活性化システムのパラメータを制御して、プラズマなしで前記処理チャンバ内の１つ以上の部品の表面から原子層をエッチングする手段と、を含む処理装置。
【請求項１９】
前記手段は、前記第１の原料ガスを連続的に流すことと、前記第２の原料ガスをパルス的に流すことを前記処理チャンバ内で同時に行うことをさらに含む、請求項１８に記載の処理装置。
【請求項２０】
前記エネルギー活性化システムは、加熱システム及び放射線システムのうちの１つを含む、請求項１８に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１６年５月２６日に出願された米国仮出願第６２／３４１，９８７号を優先権主張し、その全体が参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業における集積回路（ＩＣ）の製造は、典型的にはプラズマを採用して、プラズマ処理チャンバ内の基板から材料を除去し、基板上に材料を堆積させるのに必要な表面ケミストリを生成し、支援する。一般に、プラズマは、供給されたプロセスガスとのイオン化衝突を維持するのに十分なエネルギーに電子を加熱することによって、真空条件下においてプラズマ反応器内で形成される。さらに、加熱された電子は、解離性衝突を維持するのに十分なエネルギーを有することができる。したがって、チャンバ内で行われる特定のプロセスに適した荷電種及び／又は化学反応種の集団を生成するために、所定の条件（例えば、チャンバ圧力、ガス流量など）の下での特定のガスセットが選択される。例えば、エッチングプロセスは、基板から材料を除去し、堆積(deposition)プロセスは、基板に材料を追加する。
【０００３】
高精度エッチングの１つのタイプは原子層エッチング（ＡＬＥ）である。ＡＬＥは、典型的には、材料の薄い層を基板から系統的に除去する自己制限エッチング技術として設計されている。そのようなエッチングは、吸着状態と脱着状態との間で移行し得るプラズマに基板を暴露することによって実行することができる。そのような薄い層は、原子又は分子の厚さを有する材料の単層又は複数層を含むことができる。ＡＬＥの１つの目的は、下にある層を損傷することなく、ある量の材料を正確に除去することである。
【０００４】
本明細書において提供する「背景技術」の記載は、本開示の文脈を一般的に提示することを目的としている。本発明者らの研究は、この背景技術の項に記載されている範囲において、記載されていなければ出願時に従来の技術としての資格を有さないであろう記載の態様は、明示的にも黙示的にも、本開示に対する従来技術として認められない。
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、処理装置は、基板ホルダを有する処理チャンバと、処理チャンバ内に第１の原料ガスを供給するように構成されている第１のガス供給システムと、処理チャンバ内に第２の原料ガスを供給するように構成されている第２のガス供給システムと、エネルギー活性化システムと、処理回路とを含む。処理回路は、第１の原料ガスの供給のための第１の処理パラメータを制御し、第２の原料ガスの供給のための第２の処理パラメータを制御し、処理チャンバパラメータ及びエネルギー活性化システムパラメータを制御して、処理チャンバ内の１つ以上の部品の表面と第１の原料ガス及び第２の原料ガスとの反応を生じさせ、プラズマなしで１つ以上の部品の表面から原子層をエッチングし、処理チャンバから１つ以上の反応ガスの除去のための真空システムパラメータを制御するように構成されている。
【０００６】
前述の段落は、一般的な紹介によって提供したものであり、添付の特許請求の範囲を限定することを意図していない。記載された実施形態は、さらなる利点と共に、添付の図面に関連して取得される以下の発明を実施するための形態を参照することによって最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示のより完全な理解及びこれに付随する利点の多くは、添付の図面に関連して考慮される以下の発明を実施するための形態を参照することにより、よりよく理解されるように容易に取得されるであろう。
【０００８】
【図１】一実施形態による第１の例示的なＡＬＥシステムを示すブロック図である。
【図２】一実施形態による、第１の原料ガス（第１の反応物）と第２の原料ガス（第２の反応物）とが交互にパルスされる例示的な熱ＡＬＥプロセスを示すである。
【図３】一実施形態による、第２の反応物がパルスされている間、第１の反応物の安定した供給が入力される例示的な熱ＡＬＥプロセスを示す。
【図４】Ｆｉｇ．４Ａは、一実施形態による、Ａｌ（ａｃａｃ）３の第１の反応物がＡｌ２Ｏ３膜に接触し、それに続いてＨＦの第２の反応物が接触したときに生じる化学反応を示す。Ｆｉｇ．４Ｂは、一実施形態による、ＡｌＦ３の第１の反応物がＡｌ２０３膜に接触し、それに続いてＡｌ（ａｃａｃ）３の第２の反応物が接触したときに生じる化学反応を示す。
【図５】Ｆｉｇ．５Ａは、一実施形態による、ＡｌＦ３原子層堆積中の第１の原料ガス及び第２の原料ガスの暴露中の質量変化を示すグラフである。Ｆｉｇ．５Ｂは、一実施形態による、温度の関数としての成長速度を示すグラフである。Ｆｉｇ．５Ｃは、一実施形態による、Ａｌ２Ｏ３  ＡＬＥの３サイクルの場合に第１の原料ガス及び第２の原料ガスの暴露中の質量損失を示すグラフである。
【図６】一実施形態による第２の例示的なＡＬＥシステムを示すブロック図である。
【図７】一実施形態による光子強化ＡＬＥを示すグラフである。
【図８Ａ】一実施形態による、第１の原料ガス（第１の反応物）と第２の原料ガス（第２の反応物）とが単一の光パルスで交互にパルスされる例示的な熱ＡＬＥプロセスを示すグラフである。
【図８Ｂ】一実施形態によるフッ素化プロセスを示す。
【図８Ｃ】一実施形態による光子強化ＡＬＥプロセスの化学的相互作用を示す。
【図９Ａ】一実施形態による、第１の原料ガス（第１の反応物）と第２の原料ガス（第２の反応物）とが２つの光パルスで交互にパルスされる例示的な熱ＡＬＥプロセスを示すグラフである。
【図９Ｂ】一実施形態によるフッ素化プロセスを示す。
【図１０】一実施形態による第３の例示的なＡＬＥシステムを示すブロック図である。
【図１１】一実施形態による多重処理チャンバを示すブロック図である。
【図１２】一実施形態によるＡＬＥシステムとは別の回路構成要素を示す。
【図１３】一実施形態による例示的なコンピューティングデバイスのブロック図である。
【図１４】一実施形態による部品の表面をエッチングする例示的な方法のためのフローチャートである。
【図１５】一実施形態による部品の表面をエッチングする代替的な方法ためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明は、本開示の特定の例及び実施形態を与えることによって、本開示をさらに明確にすることを意味する。これらの実施形態は網羅的ではなく例示的なものであることを意味する。本開示の全範囲は、明細書に開示する特定の実施形態に限定されず、特許請求の範囲によって規定される。
【００１０】
明確化のために、本明細書で説明する実施形態の特徴の全てを、詳細に示し説明するわけではない。そのような実際の実施形態の開発では、アプリケーション及びビジネスに関連した制約の遵守など、開発者の具体的な目標を達成するためにさまざまな実施固有の決定がなされ、これらの具体的な目標は実装によって、そして開発者によって変わるであろう。
【００１１】
上記の背景技術で述べたように、ＡＬＥは材料の薄い層を除去するための高精度技術を提供することができる。このような技術は、トランジスタのためのゲートを製造するときに特に有用である可能性がある。しかし、本発明者らは、ＡＬＥの成功した実施に対する課題が依然として存在すると認識した。例えば、プラズマ処理がＡＬＥのために従来的に使用されているが、プラズマ生成物は下にある層を損傷する可能性がある。追加的に、各基板は従来のＡＬＥプラズマ処理システムでは個別にエッチングする必要があるため、スループットが低い。
【００１２】
本明細書で開示する技術は、熱原子層エッチング、すなわち、プラズマを使用しない薄い又は単層のエッチングを可能にするように構成されたシステムを含む。本明細書のシステムは、下にある層を損傷することなく金属含有層を熱エッチングするように構成されている。他の実施形態は、シリコン含有、ゲルマニウム含有材料などの非金属含有層を熱エッチングするために使用することができる。本明細書での熱エッチングは、均一な層除去のために特定の材料をターゲットにしており、所与の材料の層が水平表面及び垂直表面から均等に除去されるようにする。本明細書での技術は、例えば、ゲートスタック、フィン、ナノワイヤ、及びコンタクトアレイを熱エッチングするために使用することができる。
【００１３】
本明細書で説明する異なるステップの議論の順序は、明瞭化のために提示されている。一般に、これらのステップは、任意の適切な順序で実行することができる。追加的に、本明細書での異なる特徴、技術、構成などの各々は、本開示の異なる箇所で論じることがあるが、各概念を互いに独立して、又は互いに組み合わせて実行することができることを意図している。したがって、本開示は多くの異なる方法で具現化及び閲覧することができる。
【００１４】
本明細書の技術は、熱ＡＬＥ、すなわち、プラズマを使用しない薄い又は単層のエッチングを可能にするように構成されたシステムを含む。本明細書のシステムは、下にある層を損傷することなく、膜を熱エッチングするように構成されている。本明細書のシステム及び関連する回路は、第１の原料ガスの供給及び第２の原料ガスの供給を制御するとともに、処理される部品、基板又はウェハの温度を制御し、チャンバ圧力を制御して、部品、基板又はウェハから所与の材料の単層を除去する。第１及び／又は第２の原料ガスの圧力及び流量、第１又は第２の原料ガスの同時又はパルス入力、熱ＡＬＥの副生成物の吸着の強化などの他のパラメータもまた、熱ＡＬＥの部品、基板又はウェハを決定及び制御する。
【００１５】
熱ＡＬＥは、部品、基板又はウェハの露出した表面をフッ素化によって実行することができる。例えば、部品、基板又はウェハの上面（覆われていない表面又は露出した表面）が、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の層を有してよい。フッ化水素はＡｌ２Ｏ３表面に供給される。Ａｌ２Ｏ３表面は、酸化アルミニウムのフッ素化を生じさせるのに十分に加熱され、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）をもたらし、水蒸気が放出される。スズアセチルアセトネート（Ｓｎ（ａｃａｃ）２）などの金属有機原料ガスが、部品、基板又はウェハに供給されて、配位子交換をもたらす。フッ化アルミニウム層は、金属有機原料ガスと反応して、ＳｎＦ（ａｃａｃ）及びＡｌ（ａｃａｃ）３などの２つの揮発性化合物を形成し、処理チャンバから排出することができる。この技術は、酸化アルミニウムの層を除去することができる。除去される材料の量は、フッ素化の量に依存する。この反応は、材料のほぼ単層を除去する自己制限とすることができる、すなわち、所与の分子の厚さが除去される。
【００１６】
本明細書で説明する実施形態は、１つ以上の部品、基板又はウェハを処理するためのエネルギー活性化システムを有するＡＬＥシステムを含む。第１の実施形態では、エネルギー活性化システムは加熱システムである。第２の実施形態では、エネルギー活性化システムは、光及び／又は電磁放射システムである。
【００１７】
図１は、第１の例示的なＡＬＥシステム１００のブロック図である。ＡＬＥシステム１００は、処理チャンバ１１０を有する。真空システム１２０は、加圧環境などの、処理チャンバ１１０内の環境を制御する。処理チャンバ１１０は、１つ以上の部品、基板又はウェハなどの被加工部品を保持するための保持機構１３０を含む。保持機構１３０は、チャック、ボートなどとすることができる。部品、基板又はウェハは、部品、基板又はウェハの作業面上の金属含有膜を含む、除去すべき様々な膜を有する可能性がある。
【００１８】
加熱システム１４０は、処理チャンバ１１０内に位置決めされた部品、基板又はウェハを加熱して、プラズマなしでＡＬＥを可能にするように構成されている。例えば、基板を少なくとも１００℃又は少なくとも１５０℃に加熱することができる。加熱システムは、部品、基板又はウェハを３００℃又は４００℃まで加熱することができる。１つ以上の部品、基板又はウェハは、１００℃〜４００℃又は４００℃以上に加熱することができる。結果として、１つ以上の部品、基板又はウェハを加熱して、熱反応性エッチングプロセスを可能にすることができる。部品、基板又はウェハが加熱される温度は、エッチングされる部品、基板又はウェハでの材料のタイプ、及び熱エッチングのために使用される反応物のタイプに依存する。加熱システム１４０は、処理チャンバ１１０内に位置決めされた部品、基板又はウェハを直接加熱するか、又は一般に処理チャンバ１１０を加熱するように構成されていることができる。
【００１９】
遷移温度（transition  temperature）は、堆積材料のより低い堆積温度と、部品、基板又はウェハからエッチングされる層のより高いエッチング温度との間の温度である。特定の遷移温度は、堆積材料及びエッチングされる層材料のような特定の所与のパラメータによって決定される。特定の遷移温度はまた、第１及び／又は第２の原料ガスの圧力、チャンバ圧力、特定のパージパラメータなどの多くのパラメータによっても制御されることができる。パージパラメータは、パージガスのタイプ、パージガスの圧力、及びパージガスがエッチングされた部品、基板又はウェハの表面からクリアにされる又は洗浄される効率を含むが、これらに限定されない。
【００２０】
ＡＬＥシステム１００は、フッ素原料ガスのような第１の原料ガスを処理チャンバ１１０に供給するように構成されている第１のプロセスガス供給システム１５０を含む。このようなフッ素原料ガスの例は、フッ化水素（ＨＦ）、二フッ素（Ｆ２）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、四フッ化キセノン（ＸｅＦ４）、六フッ化キセノン（ＸｅＦ６）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、及び／又は他のガス状のＨＦ又はフッ素の形態を含むことができる。第１のプロセスガス供給システム１５０は、キャリアガス、又は水蒸気、アンモニア、メタノール、エタノールなどのフッ素吸着促進剤とともに乾燥ガスとしてフッ素原料ガスを供給するように構成されていることができる。第１のプロセスガス供給システム１５０とともに使用される他の原料ガスは、本明細書で説明する実施形態によって考慮される。
【００２１】
ＡＬＥシステム１００は、金属有機原料ガスのような第２の原料ガスを処理チャンバ１１０に供給するように構成されている第２のプロセスガス供給システム１６０を含む。このような金属有機原料ガスの例は、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、スズアセチルアセトネート（Ｓｎ（ａｃａｃ）２）、アルミニウムアセチルアセトネート（Ａｌ（ａｃａｃ）３）などの金属アセチルアセトネート、又はペンタン−２及び４−ジオン変異体を含むベータジケトンクラスの化合物の他の金属プラスキレーターを含む。第２のプロセスガス供給システム１６０は、金属有機原料ガスとともにキャリアガス（Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅ、又は他の不活性ガスなど）を使用することができる。
【００２２】
真空システム１２０は、処理チャンバからガスを除去し、処理チャンバ１１０内の所定の圧力を維持するように構成されている。所定の圧力は、０．１Ｔｏｒｒから大気圧までのいずれの範囲でもよい。一実施形態では、所定の圧力は、１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒの範囲である。
【００２３】
コントローラ１７０は、処理チャンバ１１０内の加熱、処理チャンバ１１０の圧力、第１のプロセスガス供給システム１５０、及び第２のプロセスガス供給システム１６０を選択的に制御する処理回路を用いて構成されており、部品、基板又はウェハを処理するときに、材料の単層がＡＬＥによって順次除去されるようにする。一例では、フッ素源が処理チャンバ１１０に提供され、それに続いてチャンバパージが行われる。次いで、金属有機物が提供され、引き続き別のチャンバパージが行われる。このサイクルは、所望のエッチング深さが達成されるまで繰り返すことができる。
【００２４】
表１は、第１の原料ガス及びこれと異なる２つの第２の原料ガスで処理されたときの、特定の部品、基板又はウェハについての例示的な遷移温度を示す。図示した各例は、１．５Ｔｏｒｒのチャンバ圧力及び１Ｔｏｒｒの窒素パージガスを有していた。
【表１】
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【００２５】
他の実施形態では、コントローラ１７０は、第１及び第２のプロセスガスを同時に処理チャンバ内に存在させることができ、第１の原料ガスを連続的に流しながら、第２の原料ガスもパルスする。第１及び第２のプロセスガスのパルスタイミング、ガス流量及び／又はガス比は、所望のプロセス結果を達成するように制御することができる。例えば、フッ素ベースの原料ガスの連続流を最初に導入することができる。第２の金属有機原料ガスは、第１の原料ガスの分圧に打ち勝ち、それを部品、基板又はウェハの表面から置換して配位子交換を完了させるようにパルスすることができる。その後に、第２の有機金属原料ガスは、流れを止めて、第１の原料ガスが追加のフッ素化のために、部品、基板又はウェハの表面エッチングされた表面を飽和させることをできるようにすることができる。
【００２６】
図２は、第１の原料ガス（第１の反応物）と第２の原料ガス（第２の反応物）とが交互にパルスされる例示的な熱ＡＬＥプロセスを示す。上のグラフでは、１つのＡＬＥサイクルは、第１の反応物のパルス入力と、それに続いて第２の反応物のパルス入力とを含む。窒素（Ｎ２）パージは、ＡＬＥサイクルを全体を通して実施される。下のグラフでは、チャンバ圧力が示されている。パルス反応物の間では、約１Ｔｏｒｒのチャンバ圧力が存在する。チャンバ圧力は、いずれかの反応物のパルス中には訳２Ｔｏｒｒに達し、ここで、チャンバ圧力は第２の反応物のパルス中と比較して、第１の反応物のパルス中の方がわずかに高い。
【００２７】
図２は、２つの反応ガスの順次導入を示すための例示目的で与えられている。他の圧力、時間、反応ガス、及び条件は、本明細書で説明する実施形態によって考慮される。
【００２８】
図３は、第１の反応物の安定した供給が入力され、第２の反応物がパルスされる例示的な熱ＡＬＥプロセスを示す。上のグラフでは、第１の反応物がパルスされる第２の反応物よりも低いガス流量で供給されつつ、連続的な窒素パージが実施される。図３の下のグラフは、チャンバ内へのパルス状の第２の反応物の導入の間の階段状の関数を示すチャンバ圧力を示す。
【００２９】
図３は、第１の反応物ガスの連続的な導入及び第２の反応物ガスのパルス状の導入を示すための例示目的で与えられている。他の圧力、時間、反応ガス、及び条件は、本明細書で説明する実施形態によって考慮される。
【００３０】
部品、基板又はウェハの温度は、堆積プロセスとエッチングプロセスとの間の競合を引き起こす。原子層堆積（ＡＬＤ）の第２の原料ガス（例えば、ＡｌＦ３）は、遷移温度よりも低い温度にあるが、Ａｌ２Ｏ３のＡＬＥは、遷移温度より高い温度にある。遷移温度は、パージガスのタイプとパージガスの圧力に依存する。各ＡＬＥサイクルで除去される材料の量は、この特定の実施例に対する吸着されたＨＦ量によって制御される。
【００３１】
Ｆｉｇ．４Ａは、Ａｌ（ａｃａｃ）３の第１の反応物がＡｌ２Ｏ３膜に接触し、それに続いてＨＦの第２の反応物が接触するときに生じる化学反応を示す。Ｆｉｇ．４Ｂは、ＡｌＦ０の第１の反応物がＡｌ２Ｏ３膜と接触し、それに続いてＡｌ（ａｃａｃ）３の第２の反応物が接触するときに生じる化学反応を示す。この組み合わされた反応が揮発性化合物、ＡｌＦ（ａｃａｃ）及びＡｌ（ａｃａｃ）２をもたらす。
【００３２】
Ｆｉｇ．５Ａは、ＡｌＦ３原子層堆積中の第１の原料ガス及び第２の原料ガスの暴露中の１サイクルあたりの質量増加（ＭＧＰＣ）を示すグラフである。Ｆｉｇ．５Ｂは、水晶振動子（ＱＣＭ）、Ｘ線反射率計（ＸＲＲ）、分光エリプソメトリ（ＳＥ）に従った温度の関数としての成長速度を示すグラフである。Ｆｉｇ．５Ｃは、Ａｌ２Ｏ３  ＡＬＥの３サイクルの場合の第１の原料ガス及び第２の原料ガスの暴露中の１サイクルあたりの質量変化（ＭＣＰＣ）を示すグラフである。
【００３３】
基板温度が遷移温度未満であるときは、ＨＦ反応ガス並びにフッ素化プロセスの中間生成物の滞留時間は、ＡｌＦ３膜が次の有機金属反応物に暴露されたときに成長することができるのに十分な長さである。基板温度が遷移温度にほぼ等しいときは、ＡｌＦ３堆積とＡｌ２０３エッチングの両方が同時に起こる。
【００３４】
処理チャンバ１１０内の加熱は、処理回路がプラットフォームヒーター、チャンバ壁ヒータ、及び放射加熱（赤外線など）を制御する処理回路を含むことができる。いくつかの実施形態は、異なるタイプのヒータ（例えば、導電性プラットフォームヒーター対放射チャンバヒーター）に対する別個の制御を含む。コントローラ１７０の処理回路は、第１の原料ガスと第２の原料ガスを同時に供給する、又は第１の原料ガスと第２の原料のサイクル順次供給などによって第１の原料ガス及び第２の原料ガスを順次供給するように構成されることができる。
【００３５】
図６は、活性化エネルギーが光／電磁放射線システム２４０である処理チャンバ２１０を有する第２の例示的なＡＬＥシステム２００のブロック図である。光／電磁放射線システム２４０は、処理チャンバ２１０の天井に単一のブロックとして図６に示している。しかし、光／電磁放射線システム２４０の１つ以上の構成要素の実際の位置及びレイアウトは変化してよい。例えば、複数の光源が、処理チャンバ２１０の１つ以上の壁又は天井に配置されてよい。図６に示す他の特徴は、図１に示ｓｙ特徴であり、同様の番号を用いている。
【００３６】
光／電磁放射線システム２４０は、部品、基板又はウェハでの材料の吸着及び／又は脱着などの気相及び／又は表面反応を駆動又は強化するメカニズムとして、熱の代わりに、又はこれに加えて使用することができる。一実施形態では、光／電磁放射線システム２４０は、部品、基板又はウェハを放射線で露光する、及び／又はプロセスガスを横方向の光投影などの放射線で露光するように構成された露光システムを含む。
【００３７】
放射線は、紫外線（ＵＶ）、可視光線、赤外線（ＩＲ）などの任意の光波長を含むことができる。いくつかのシステムでは、２つ以上の光波長を使用することができる。露光は、同時又は順次露光でとすることができる。選択された波長は、吸着及び脱着を最適化するために処理される特定の材料に基づくことができる。２つ以上の光源を使用することもできる。例えば、フラッシュ及びフラッド露光のために構成されている２つのランプを使用することができる。
【００３８】
コントローラ１７０は、処理チャンバ２１０内の加熱、処理チャンバ２１０の圧力、第１のプロセスガス供給システム１５０、及び第２のプロセスガス供給システム１６０を選択的に制御する処理回路で構成されており、部品、基板又はウェハを処理するときに、材料の単層がＡＬＥによって順次除去されるようにする。一例では、フッ素源が処理チャンバ２１０に供給され、それに続いてチャンバパージが行われる。次いで、金属有機物が提供され、それに続いて別のチャンバパージが行われる。このサイクルは、所望のエッチング深さが達成されるまで繰り返すことができる。
【００３９】
他の実施形態では、処理回路は、第１及び第２のプロセスガスが処理チャンバ２１０に同時に導入させることができる。例えば、フッ素源と金属有機物を同時に導入することができる、又はフッ素とβジケトン化合物を同時に導入することができる。さらに、ＡＬＥプロセスは、所望の結果を達成するために、順次パルスプロセスと同時フロープロセスとの間で変更してもよい。第１及び第２のプロセスガスのパルスタイミング、ガス流量及び／又はガス比は、所望のプロセス結果を達成するように制御されてよい。
【００４０】
光源は、エッチングプロセスを強化するために使用することができる。一実施形態では、光源は、部品、基板又はウェハの表面内に吸着されている空間の反応性に直接影響を与えることができる。第２の実施形態では、副産物の吸着は、エッチングが継続しないように紫外線又は物理的な光のフラッシュによって強化される。同じ波長又は異なる波長の光を使用することができる。
【００４１】
図７は、光子強化ＡＬＥを示すグラフである。図７は、図５Ｂに示したグラフである。追加的に、図７において隣に実践の矢印がある破線は、ＡＬＥプロセスで電磁放射を使用することによってプロセスを実施することができるより低い温度を示す。熱ＡＬＥは脱着が制限されているので、このプロセスは、吸着された反応物及び反応の副生成物の超高速脱着のために放射線／光エネルギーのパルスを供給することにより、より低い基板温度を使用することができる。これは、その後の反応物露光の前に起こる。
【００４２】
図８Ａの上グラフは、第１の原料ガス（第１の反応物）及び第２の原料ガス（第２の反応物）が交互にパルスされる、図２の例示的な熱ＡＬＥプロセスを示す。図８Ａの下グラフは、光パルスが各ＡＬＥサイクルに導入される点を示す。図８Ａの例では、パルスは、第２の反応物の導入の終わりに導入される。
【００４３】
図８Ｂは、フッ素化プロセスと、それに続くＡＬＥの配位子交換プロセスとを示す。配位子交換プロセスの後、紫外線（ＵＶ）、可視光線、又は赤外線（ＩＲ）パルスのような光パルスが部品、基板又はウェハに指向され、副生成物の脱着を強化する。
【００４４】
図８Ｃは、光子強化ＡＬＥプロセスの化学的相互作用を示す。ＨＦ原料ガスがＡｌ２０３表面と相互作用するときは、部品、基板又はウェハ表面のフッ素化が起こり、ＡｌＦ３を形成する。表面がその後にＳｎ（ａｃａｃ）２に暴露されると、配位子交換が起こりＳｎＦ（ａｃａｃ）及びＡｌ（ａｃａｃ）３の揮発性化合物を形成する。
【００４５】
図９Ａの上グラフは、第１の原料ガス（第１の反応物）及び第２の原料ガス（第２の反応物）が交互にパルスされる、図２の例示的な熱ＡＬＥプロセスを示す。図９Ａの下グラフは、各ＡＬＥサイクルの２つの光子パルスへの暴露を示している。図示したグラフでは、第１の反応物導入の終了時に第１のパルスが生じ、第２の反応物導入の終了時に第２のパルスが生じる。
【００４６】
図９Ｂは、フッ素化プロセスと、それに続く部品、基板又はウェハに指向されたＵＶ、可視光線、又はＩＲパルスなどの第１の光パルスが行われることとを示す。第１の光パルスに続いて、部品、基板又はウェハの表面上の配位子交換が行われる。第２の光パルスがその後に基板に指向され、副生成物の脱着を得る。
【００４７】
光子強化脱着は、より低い基板温度が使用されることを可能にする。基板温度は、吸着されたＨＦ層を気化させることによって有機金属反応物の暴露前に低くされ、競合するＡｌＦ３堆積を防ぐ。基板温度は、反応副産物を気化させることによって有機金属配位子交換の後にも低くされ、エッチングされていないＡｌ２Ｏ３を、その後のＨＦ暴露によるフッ素化に暴露する。
【００４８】
いくつかの実施形態では、処理チャンバは、炉ツールとして構成されることができる。図１０は、処理チャンバ３１０が複数の部品、基板又はウェハを同時に熱処理し、複数の部品、基板又はウェハに対して同時に熱ＡＬＥを実行するように構成されている第３の例示的なＡＬＥシステム３００を示すブロック図である。ＡＬＥシステム３００は、一度に１つの部品、基板又はウェハしか処理することができないプラズマベースのＡＬＥと比較して、スループットを改善する。一実施形態では、ＡＬＥシステム３００は、熱ベースのＡＬＥを実行し、フッ素ベースのガス供給システム及び窒素ベースのガス供給システムを有することによって化学酸化物除去プロセスを実行するように構成されている。
【００４９】
本明細書における技術は、一度に複数の部品、基板又はウェハを処理することができる。これは、ＡＬＥ除去プロセスが他の半導体製造技術に比べて比較的遅いため有利であり得る。図１０は、単一の処理チャンバ３１０内の複数の部品、基板又はウェハを示す。熱ＡＬＥ技術は比較的遅い可能性があるが、本明細書で説明する実施形態は、複数の部品、基板又はウェハを互いに近接させて同時に処理することを可能にする。対照的に、プラズマベースのＡＬＥは、典型的には、一度に単一の部品、基板又はウェハを処理する。
【００５０】
図１は、複数の堆積及び除去ステーション間で各部品、基板又はウェハ４２０を移動させるように構成された複数の処理チャンバ４１０を示すブロック図である。処理チャンバ４１０は、複数の処理ゾーン又はサブチャンバ４３０の複数のステージを有し、これらを介して複数の部品、基板又はウェハ４２０が移動する。サブチャンバ４３０は、物理壁又はエアナイフなどのパーティション４４０によって画定されている。例えば、基板ホルダは、中心点を中心に回転するように構成され、それによって、所与の部品、基板又はウェハ４２０を、第１のサブチャンバ４３０の１つの処理ゾーンから第２のサブチャンバ４３０の別の処理ゾーンに移動させる。いくつかのサブチャンバ４３０は、部品、基板又はウェハ４２０をフラッド及び／又はフラッシュ露光するための異なる波長を有することができる１つ以上の光源４５０を含み、吸着及び脱着を助ける。
【００５１】
例示的なプロセスでは、部品、基板又はウェハ４２０は、回転経路４６０に沿ってフッ素化のために第１のサブチャンバ４３０に回転され、次いで、配位子交換のために（金属含有層のために）又は除去される所与の改質された層の他の揮発のために隣接するサブチャンバ４３０に回転又は移動することができる。次いで、部品、基板又はウェハ４２０は、エアパージサブチャンバ４３０又は別のフッ素化サブチャンバ４３０に回転させることができる。
【００５２】
処理チャンバ４１０を使用する他のＡＬＥプロセスは、処理される所与の部品、基板又はウェハから材料の単層を熱的にエッチングするための本明細書で説明する実施形態によって考慮される。例えば、１つ以上の部品、基板又はウェハが、プラットフォーム又は保持機構を含む処理チャンバ内に位置決めされる。１つ以上の部品、基板又はウェハは、１００℃以上に加熱される。第１のプロセスガスは処理チャンバに供給される。第１のプロセスガスは、フッ素原料ガスを含む。チャンバ加熱及びチャンバ圧力は、フッ素原料ガスが、部品、基板又はウェハ上の覆われていない層と反応してフッ素化層を形成するように制御される。
【００５３】
第２のプロセスガスが処理チャンバに供給される。第２のプロセスガスは、金属有機原料ガスを含む。チャンバ加熱及びチャンバ圧力は、金属有機原料ガスがフッ素化層と反応してフッ素化層が揮発性になるように制御される。フッ素化層に由来する揮発性生成物を含むガスが処理チャンバから除去される。フッ素化層を形成し、フッ素化層を除去することは、所定量の材料除去に達するまで繰り返すことができる。
【００５４】
コントローラは、処理チャンバ４１０内の加熱、処理チャンバ４１０の圧力、第１のプロセスガス供給システム１５０、及び第２のプロセスガス供給システム１６０を選択的に制御する処理回路で構成されており、部品、基板又はウェハを処理するときに、材料の単層がＡＬＥによって順次除去されるようにする。一例では、フッ素源が処理チャンバ４１０に供給され、それに続いてチャンバパージが行われる。次いで、金属有機物が提供され、それに続いて別のチャンバパージが行われる。このサイクルは、所望のエッチング深さが達成されるまで繰り返すことができる。図１１に示すように、各プロセスは、別個のサブチャンバ４３０内で実行することができる。
【００５５】
他の実施形態では、処理回路は、第１及び第２のプロセスガスが処理チャンバ４１０に同時に導入させることができる。例えば、フッ素源と金属有機物を同時に導入することができる、又はフッ素とβジケトン化合物を同時に導入することができる。さらに、ＡＬＥプロセスは、所望の結果を達成するために、順次パルスプロセスと同時フロープロセスとの間で変更してもよい。第１及び第２のプロセスガスのパルスタイミング、ガス流量及び／又はガス比は、所望のプロセス結果を達成するように制御されてよい。
【００５６】
したがって、正確に規定された量の材料を除去することができ、ゲート電極及び他の構造を製造するときに有益であり得る。他の実施形態では、第１のプロセスガス及び第２のプロセスガスは、処理チャンバに同時に供給され得るか、又はそれらは、第１のプロセスガスと第２のプロセスガスとの間のパルシング又はサイクリングするなどによって処理チャンバに順次供給され得る。
【００５７】
図１は、コントローラ１７０をＡＬＥシステム１００の不可欠な部分として示している。同様に、図６は、コントローラ１７０をＡＬＥシステム２００の不可欠な部分として示している。図１２は、回路構成要素がＡＬＥシステム１００又はＡＬＥシステム２００とは別になっている代替的な実施形態を示している。回路構成要素は、バス５１０を介してＡＬＥシステム１００又は２００に接続されている。
【００５８】
基板ホルダ回路５２０は、１つ以上の部品、基板又はウェハが処理のためにその上に取り付けられている保持機構１３０をモニタリングするように構成されている処理回路を有する。基板ホルダ回路５２０は、図１又は図６などに示した単一の部品、基板又はウェハをモニタリングするように構成されている。基板ホルダ回路５２０は、図１０などに示した複数の部品、基板、ウェハをモニタリングするようにも構成されている。基板ホルダ回路５２０は、図１１に示したように、処理チャンバの複数のサブチャンバを介して回転されるときに、複数の部品、基板又はウェハをモニタリングするようにも構成されている。
【００５９】
真空システム回路５３０は、処理チャンバ１１０、２１０及び３１０内の真空環境を調整するように構成されている処理回路を有する。図１１では、真空システム回路５３０は、処理チャンバ４１０の各サブチャンバ４３０内の真空環境を調整するように構成されている処理回路を有する。
【００６０】
ヒーターシステム回路５４０は、図１の処理チャンバ１１０内の加熱システム１４０を調整するように構成されている処理回路を有する。ヒーターシステム回路５４０の処理回路は、処理チャンバ１１０内に存在するプラットフォームヒーター、１つ以上のウォール又はチャンバヒーターなど、存在する各ヒータを制御する。
【００６１】
第１のプロセスガス供給システム回路５５０は、処理チャンバ１１０、２１０、３１０又は４１０内の第１の原料ガスを調整するように構成されている処理回路を有する。第２のプロセスガス供給システム回路５６０は、処理チャンバ１１０、２１０、３１０又は４１０内の第２の原料ガスを調整するように構成されている処理回路を有する。
【００６２】
光及び電磁放射線システム回路５７０は、図６の処理チャンバ２１０内で光／電磁放射線システム２４０を調整するように構成されている処理回路を有する。光及び電磁放射線システム回路５７０は、１つ以上の光源、使用される波長、露光パラメータなど、プロセスを制御する。光／電磁放射線システム２４０は、加熱システム１４０の代わりに、又はそれに加えて使用することができる。
【００６３】
図１２に示す処理回路は、処理チャンバ１１０又は２１０内の加熱、処理チャンバ１１０又は２１０の圧力、第１のプロセスガス供給システム１５０、及び第２のプロセスガス供給システム１６０を選択的に制御して、部品、基板又はウェハを処理するときに、材料の単層がＡＬＥによって順次除去されるようにする。一例では、フッ素源が処理チャンバ１１０又は２１０に提供され、それに続いてチャンバパージが行われる。次いで、金属有機物が提供され、それに続いて別のチャンバパージが行われる。このサイクルは、所望のエッチング深さが達成されるまで繰り返すことができる。
【００６４】
他の実施形態では、処理回路は、第１及び第２のプロセスガスが処理チャンバ１１０又は２１０に同時に導入させることができる。例えば、フッ素源と金属有機物を同時に導入することができる、又はフッ素とβジケトン化合物を同時に導入することができる。さらに、ＡＬＥプロセスは、所望の結果を達成するために、順次パルスプロセスと同時フロープロセスとの間で変更してもよい。第１及び第２のプロセスガスのパルスタイミング、ガス流量及び／又はガス比は、所望のプロセス結果を達成するように制御されてよい。
【００６５】
本明細書における実施形態に従って使用される例示的なコンピューティングデバイス１７０のハードウェアの記載は、図１３を参照して説明する。コンピューティングデバイス１７０は、ＡＬＥシステム１００、２００、３００又は４００と関連して使用することができる。第１のプロセスガス供給システム１５０は、第１のガス源を処理チャンバ１１０、２１０、３１０又は４１０に供給するために使用される。第２のプロセスガス供給システム１６０は、第２のガス源を処理チャンバ１１０、２１０、３１０又は４１０に供給するために使用される。真空システム１２０は、処理チャンバ１１０、２１０、３１０又は４１０の真空パラメータを制御する。
【００６６】
本明細書における実施形態は、図１に示す加熱システム１４０などの、図１３のバス６２６に接続されている加熱システム１４０の第１のエネルギー活性化システムを説明する。図６に示す光／電磁放射線システム２４０などの、光／電磁放射線システム２４０の第２のエネルギー活性化システムも、図１３のバス６２６に接続されている。
【００６７】
コンピューティングデバイス６００は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、他の適切なコンピュータなどの様々な形態のデジタルハードウェアを表すことを意図している。ここで示した構成要素、それらの接続と関係及びそれらの機能は、単に例であることを意味しており、限定を意味していない。
【００６８】
コンピューティングデバイス６００は、プロセッサ６０１と、メモリ６０２と、記憶デバイス６０４と、メモリ６０２及び複数の高速拡張ポート６１６に接続する高速インタフェース６１２と、低速拡張ポート６１４及び記憶デバイス６０４に接続する低速インタフェース６１０と、を含む。プロセッサ６０１、メモリ６０２、記憶デバイス６０４、高速インタフェース６１２、高速拡張ポート６１６、及び低速インタフェース６１０は、通信バス６２６などの様々なバスを使用して相互接続されており、共通のマザーボード又は他の方法で適宜設けられる。
【００６９】
プロセッサ６０１は、メモリ６０２又は記憶デバイス６０４に記憶された命令を含む、コンピューティングデバイス６００内の実行のための命令を処理することができ、高速インタフェース６１２に結合されたディスプレイ６０８などの外部入力／出力デバイス上にＧＵＩ用のグラフィカル情報を表示する。他の実施形態では、複数のプロセッサ及び／又は複数のバスが、複数のメモリ及び複数のタイプのメモリとともに適宜使用され得る。また、複数のコンピューティングデバイスが接続され、各デバイスが必要な動作の一部を提供してよい（例えば、サーババンク、ブレードサーバのグループ、又はマルチプロセッサシステムとして）。メモリ６０２は、コンピューティングデバイス６００内に情報を記憶する。いくつかの実施形態では、メモリ６０２は、揮発性メモリユニット又は複数の揮発性メモリユニットである。いくつかの実施形態では、メモリ６０２は、不揮発性メモリユニット又は複数の不揮発性メモリユニットである。メモリ６０２は、磁気ディスク、光ディスクなどのコンピュータ読み取り可能媒体の別の形態とすることもできる。
【００７０】
記憶デバイス６０４は、コンピューティングデバイス６００のマスストレージを提供することができる。いくつかの実施形態では、記憶デバイス６０４は、フロッピー（登録商標）ディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光学ディスクデバイス、テープデバイス、フラッシュメモリ、他の類似するソリッドステートメモリデバイスなどのコンピュータ読み取り可能媒体、あるいはストレージエリアネットワーク内のデバイス又は他のコンフィギュレーションを含むデバイスのアレイとする、又はこれを含むことができる。命令は情報キャリアに記憶することができる。命令は、１つ以上の処理デバイス（例えば、プロセッサ６０１）によって実行されると、上述したような１つ以上の方法を実行する。命令は、コンピュータ読み取り可能媒体、機械読み取り可能媒体（例えば、メモリ６０２、記憶デバイス６０４、又はプロセッサ６０１上のメモリ）などの１つ以上の記憶デバイスによっても記憶することができる。
【００７１】
高速インタフェース６１２が、コンピューティングデバイス６００のための帯域幅集約性の動作を管理しつつ、低速インタフェース６１０が、帯域幅集約性の低い動作を管理する。このような機能の割り当ては一例に過ぎない。いくつかの実施形態では、高速インタフェース６１２は、メモリ６０２、ディスプレイ６０８（例えば、グラフィックスプロセッサ又はアクセラレータを介して）、及び様々な拡張カード（図示せず）を受け入れることができる高速拡張ポート６１６に結合される。いくつかの実施形態では、低速インタフェース６１０は、記憶デバイス６０４及び低速拡張ポート６１４に結合される。様々な通信ポート（例えば、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、イーサネット（登録商標）、ワイヤレスイーサネット）を含むことができる低速拡張ポート６１４は、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナ、例えば、ネットワークアダプタを通じてスイッチ、ルータなどのネットワークデバイスなどの１つ以上の入出力デバイス６１８に結合され得る。
【００７２】
コンピューティングデバイス６００はまた、ネットワーク９９とインタフェース接続するためにIntel  Corporation  of  America製のIntel  Ethernet  PROネットワークインタフェースカードなどのネットワークコントローラ６０６を含む。理解され得るように、ネットワーク９９はインターネットなどの公衆ネットワーク、又はＬＡＮ、ＷＡＮネットワークなどのプライベートネットワーク、あるいはそれらの任意の組み合わせとすることができ、ＰＳＴＮ又はＩＳＤＮサブネットワークを含むこともできる。ネットワーク９９は、イーサネットネットワークのような有線とすることもでき、又はＥＤＧＥ、３Ｇ及び４Ｇ無線セルラーシステムを含むセルラーネットワークなどの無線とすることができる。無線ネットワークは、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、又は既知の他の無線形式の通信とすることもできる。
【００７３】
図１３のコンピューティングデバイス６００は、記憶媒体デバイス６０４を有するものとして説明しているが、特許請求の範囲に記載された効果は、説明したプロセスの命令が記憶されるコンピュータ読み取り可能媒体の形態によって制限されない。例えば、命令は、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスク、又はコンピューティング装置が通信する他の情報処理装置に記憶することができる。
【００７４】
他の代替的な実施形態では、本開示による処理特徴は、ハードウェア、ソフトウェアソリューション、又はそれらの組み合わせとして実施され、商品化されてもよい。さらに、本明細書で説明するプロセスに対応する命令は、セキュアなプロセスをホストするＵＳＢフラッシュドライブのようなポータブルドライブに記憶することができる。
【００７５】
本明細書で説明するプロセスに関連するコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、又はコードとしても知られている）は、プログラマブルプロセッサ用の機械命令を含み、高水準手順及び／又はオブジェクト指向プログラミング言語、及び／又はアセンブリ言語／機械語で実装することができる。本明細書で使用する機械読み取り可能媒体及びコンピュータ読み取り可能媒体という用語は、機械読み取り可能信号として機械命令を受信する機械読み取り可能媒体を含む、機械命令及び／又はデータをプログラマブルプロセッサに提供するために使用される任意のコンピュータプログラム製品、装置及び／又はデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ））を指す。機械読み取り可能信号という用語は、プログラマブルプロセッサに機械命令及び／又はデータを提供するために使用される任意の信号を指す。
【００７６】
ユーザとの相互作用を提供するために、本明細書で説明するシステム及び技術は、ユーザに情報を表示するためのディスプレイデバイス６０８（例えば、ＣＲＴ（ブラウン管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタ）と、ユーザがコンピュータに入力を提供することができるキーボード及びポインティングデバイス６１８（例えば、マウス又はトラックボール）を有するコンピュータ上で実施することができる。他の種類の装置を使用して、同様にユーザとの相互作用を提供することもできる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形態の感覚フィードバック（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバック）とすることができ、ユーザからの入力は、音響、音声、又は触覚入力を含む任意の形態で受け取ることができる。
【００７７】
本明細書で説明するシステム及び技術は、バックエンドコンポーネント（例えば、データサーバ）を含む、ミドルウェアコンポーネント（例えば、アプリケーションサーバ）を含む、フロントエンドコンポーネント（例えば、ユーザがここで説明するシステム及び技術の実装形式と相互作用することができるグラフィカルユーザインタフェース又はウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）を含む、あるいはそのようなバックエンド、ミドルウェアコンポーネント又はフロントエンドコンポーネントの任意の組み合わせを含むコンピューティングシステムで実装され得る。システムのコンポーネントは、任意の形式又は媒体のデジタルデータ通信（例えば、通信ネットワーク）によって相互接続することができる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、及びインターネットを含む。
【００７８】
コンピューティングシステムは、クライアント及びサーバを含むことができる。クライアントとサーバは、一般に互いに離れており、典型的には通信ネットワークを通じて相互作用する。クライアントとサーバとの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され、互いにクライアント−サーバ関係を有するコンピュータプログラムにより生じる。
【００７９】
図１４は、部品、基板又はウェハの表面をエッチングする例示的な方法７００のフローチャートである。ステップＳ７１０では、１つ以上の部品が、処理装置の処理チャンバ内のプラットフォームに位置決めされる。一実施形態では、プラットフォーム及び処理チャンバは、基板、ウェハなどの複数の部品を保持及び処理するように構成されている。第２の実施形態では、処理チャンバは複数のサブチャンバを有し、１つ以上の部品は処理パラメータに従ってサブチャンバを介して導かれる（channeled）。
【００８０】
ステップＳ７２０では、処理装置のエネルギー活性化システムを介して、１つ以上の部品に対して所定の温度までエネルギーが活性化される。一実施形態では、エネルギー活性化システムは加熱システムである。第２の実施形態では、エネルギー活性化システムは放射線システムである。
【００８１】
ステップＳ７３０では、第１の原料ガスが第１のガス供給ポートを介して処理チャンバ内に供給される。一実施形態では、第１の原料ガスはフッ素含有原料ガスである。
【００８２】
ステップＳ７４０では、第２の原料ガスが第２のガス供給ポートを介して処理チャンバ内に供給される。一実施形態では、第２の原料ガスは金属有機原料ガスである。
【００８３】
ステップＳ７５０では、処理チャンバ及びエネルギー活性化システムの処理パラメータが、処理回路を介して制御される。処理回路は、第１の原料ガス及び第２の原料ガスと１つ以上の部品の表面とを反応させ、プラズマなしで１つ以上の部品の表面から原子層をエッチングするように構成されている。
【００８４】
ステップＳ７５５では、反応及びエッチングの副生成物が電磁源を介して表面から除去される。
【００８５】
ステップＳ７６０では、１つ以上の反応ガスが、処理装置の排気チャンバを介して処理チャンバから除去される。一実施形態では、１つ以上の反応ガスは、フッ素含有原料ガス及び金属有機原料ガスと１つ以上の部分の表面とを反応させることによりもたらされたフッ素含有揮発性化合物である。
【００８６】
図１５は、部品の表面をエッチングする代替的な方法８００のためのフローチャートである。ステップＳ８１０では、１つ以上の部品が、処理装置の処理チャンバ内のプラットフォームに位置決めされる。一実施形態では、プラットフォーム及び処理チャンバは、基板又はウェハなどの複数の部品を保持及び処理するように構成されている。第２の実施形態では、処理チャンバは複数のサブチャンバを有し、１つ以上の部品は処理パラメータに従ってサブチャンバを介して導かれる。
【００８７】
ステップＳ８２０では、処理装置のエネルギー活性化システムを介して、１つ以上の部分に対して所定の温度までエネルギーが活性化される。一実施形態では、エネルギー活性化システムは加熱システムである。第２の実施形態では、エネルギー活性化システムは放射線システムである。
【００８８】
ステップＳ８３０では、フッ素含有原料ガスが第１のガス供給ポートを介して処理チャンバ内に供給される。ステップＳ８４０では、第１の処理パラメータセットが処理チャンバ内で制御され、１つ以上の部品の表面のフッ素化を生じさせる。
【００８９】
ステップＳ８５０では、金属有機原料ガスが第２のガス供給ポートを介して処理チャンバ内に供給される。ステップＳ８６０では、第２の処理パラメータセットが処理チャンバ内で制御され、１つ以上のフッ素含有揮発性化合物を生成する。
【００９０】
ステップＳ８７０では、フッ素含有揮発性化合物が処理装置の排気チャンバを介して処理チャンバから除去される。フッ素含有揮発性化合物は、フッ素含有原料ガス及び金属有機原料ガスと１つ以上の部分の表面とを反応させることによってもたらされる。
【００９１】
前述の説明では、処理システムの特定のジオメトリ、及びそこで使用される様々な構成要素及びプロセスの説明等、特定の詳細が明示されている。しかし、本明細書における技術は、これらの特定の詳細から逸脱する他の実施形態において実施されることができ、そのような詳細は、説明を目的とし、限定ではないと理解されるべきである。本明細書において開示された実施形態は、添付の図面を参照して説明されている。同様に、説明を目的として、徹底的な理解を提供するために、特定の数、材料、及び構成が明示されている。それでも、そのような具体的な詳細なしに実施形態を実施することができる。実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、類似の符号により示され、任意の冗長説明は省略され得る。
【００９２】
様々な技術を、様々な実施形態の理解を助けるために複数の離散的な動作として説明した。説明の順序は、これらの操作が必然的に順序に依存することを意味するものとして解釈されるべきではない。実際に、これらの操作は、提示順に実行される必要がない。説明された動作が、説明された実施形態と異なる順序で実行され得る。様々な追加の動作が実行されてもよく、及び／又は説明された動作が追加の実施形態において省略されてもよい。
【００９３】
本明細書で使用される「基板」又は「ターゲット基板」は、一般に、本発明に従って処理される物体を指す。基板は、デバイス、特に半導体又は他の電子工学デバイスの任意の材料部分又は構造を含むことができ、例えば、半導体ウェハ、レチクル、又はベース基板構造の上又は上に横たわる薄膜のような層とすることができる。したがって、基板は、いかなる特定のベース構造であること、下地層又は上層であること、及びパターン形成されていること又はパターン形成されていないことには限定されず、むしろそのような層又はベース構造、及び層及び／又はベース構造の任意の組み合わせを含むと考えられる。この説明は、特定のタイプの基板を参照することができるが、これは例示的な目的のみのためである。
【００９４】
本明細書で説明した実施形態は、従来のシステム及びプロセスに対して優位性を提供する、ここでは、プラズマを使用せずに単一の原子又は分子層をエッチングすることができる。したがって、部品、基板又はウェハの残りの層はプラズマによって損傷されない。
【００９５】
本明細書で説明した実施形態は、以下の態様を含む。
【００９６】
（１）処理装置であって、基板ホルダを含む処理チャンバと、前記処理チャンバ内に第１の原料ガスを供給するように構成されている第１のガス供給システムと、前記処理チャンバ内に第２の原料ガスを供給するように構成されている第２のガス供給システムと、エネルギー活性化システムと、処理回路であって、前記第１の原料ガスの供給のための第１の処理パラメータを制御し、前記第２の原料ガスの供給のための第２の処理パラメータを制御し、処理チャンバパラメータ及びエネルギー活性化システムパラメータを制御して、前記処理チャンバ内の１つ以上の部品の表面と前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスとの反応を生じさせ、プラズマなしで該１つ以上の部品の表面から原子層をエッチングし、前記処理チャンバから１つ以上の反応ガスを除去するための真空システムパラメータを制御する、ように構成されている処理回路と、を含む処理装置である。
【００９７】
（２）前記処理チャンバは、前記処理チャンバ内で複数の部品を同時に処理するように構成されている、（１）に記載の処理装置である。
【００９８】
（３）前記エネルギー活性化システムは、放射線システムを含む、（１）又は（２）に記載の処理装置である。
【００９９】
（４）前記放射線システムが電磁源を含む、（１）から（３）のいずれか１つに記載の処理装置である。
【０１００】
（５）前記処理回路は、前記処理チャンバ内で２つ以上の光波長を有する放射線を露光するようにさらに構成されている、（１）から（４）のいずれか１つに記載の処理装置である。
【０１０１】
（６）当該処理装置は、前記処理チャンバ内で複数の部品を同時に原子層エッチングするように構成されている、（１）から（５）のいずれか１つに記載の処理装置である。
【０１０２】
（７）前記処理回路は、前記処理チャンバ内で前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスを同時に供給するようにさらに構成されている、（１）から（６）のいずれか１つに記載の処理装置である。
【０１０３】
（８）前記処理回路は、前記処理チャンバ内で前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスの順次供給を繰り返すようにさらに構成されている、（１）から（７）のいずれか１つに記載の処理装置である。
【０１０４】
（９）前記処理回路は、前記第１の原料ガスを連続的に流すことと、前記第２の原料ガスをパルス的に流すことを前記処理チャンバ内で同時に行うようにさらに構成されている、（１）から（８）のいずれか１つに記載の処理装置である。
【０１０５】
（１０）前記処理チャンバが複数のサブチャンバを含み、前記処理回路が該複数のサブチャンバを介して前記１つ以上の部品を順次移動させるようにさらに構成されている、（１）から（９）のいずれか１つに記載の処理装置である。
【０１０６】
（１１）前記処理回路は、前記部品の表面から複数の原子単層を順次エッチングするようにさらに構成されている、（１）から（１０）に記載の処理装置である。
【０１０７】
（１２）部品の表面をエッチングする方法であって、１つ以上の部品を処理装置の処理チャンバ内の基板ホルダに位置決めするステップと、前記処理装置のエネルギー活性化システムを介して、前記１つ以上の部品上のエネルギーを所定の温度に活性化するステップと、第１のガス供給システムを介して、前記処理チャンバ内に第１の原料ガスを供給するステップと、第２のガス供給システムを介して、前記処理チャンバ内に第２の原料ガスを供給するステップと、前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスを前記１つ以上の部分の表面と反応させ、プラズマなしで前記１つ以上の部品の表面から原子層をエッチングするように構成されている処理回路を介して、前記処理チャンバ及び前記エネルギー活性化システムの処理パラメータを制御するステップと、電磁源を介して、前記表面からの反応及びエッチングの副産物を除去するステップと、前記処理装置の排気チャンバを介して、前記処理チャンバから１つ以上の反応ガスを除去するステップと、を含む方法である。
【０１０８】
（１３）前記第１のガス供給システムを介して前記処理チャンバ内にフッ素含有原料ガスを供給するステップと、前記処理チャンバ内で第１の処理パラメータセットを制御して、前記１つ以上の部品の表面のフッ素化を生じさせるステップと、前記第２のガス供給システムを介して前記処理チャンバ内に金属有機原料ガスを供給するステップと、前記処理チャンバ内で第２の処理パラメータセットを制御して、１つ以上のフッ素含有揮発性化合物を生成するステップと、をさらに含む、（１２）に記載の方法である。
【０１０９】
（１４）前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスは、同時に前記処理チャンバ内に供給される、（１２）又は（１３）に記載の方法である。
【０１１０】
（１５）前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスは、交互に前記処理チャンバ内に供給される、（１２）から（１４）のいずれか１つに記載の方法である。
【０１１１】
（１６）前記第１の原料ガスが前記処理チャンバ内に連続的に流されると同時に、前記第２の原料ガスが前記処理チャンバ内にパルス的に流される、（１２）から（１５）のいずれか１つに記載の方法である。
【０１１２】
（１７）前記エネルギー活性化システムのパラメータは、処理される前記部品の材料及び前記第１の原料ガス及び前記第２の原料ガスの材料によって部分的に決定される、（１２）から（１６）のいずれか１つに記載の方法である。
【０１１３】
（１８）処理装置であって、基板ホルダを含む処理チャンバと、前記処理チャンバ内に第１の原料ガスを供給するように構成されている第１のガス供給システムと、前記処理チャンバ内に第２の原料ガスを供給するように構成されている第２のガス供給システムと、エネルギー活性化システムと、排気チャンバと、前記処理チャンバ及び前記エネルギー活性化システムのパラメータを制御して、プラズマなしで前記処理チャンバ内の１つ以上の部品の表面から原子層をエッチングする手段と、を含む処理装置である。
【０１１４】
（１９）前記手段は、前記第１の原料ガスを連続的に流すことと、前記第２の原料ガスをパルス的に流すことを前記処理チャンバ内で同時に行うことをさらに含む、（１８）に記載の処理装置である。
【０１１５】
（２０）前記エネルギー活性化システムは、加熱システム及び放射線システムのうちの１つを含む、（１８）又は（１９）に記載の処理装置である。
【０１１６】
本明細書では特定の実施形態を説明したが、これらの実施形態は単なる例示であり、本開示の範囲を限定するものではない。本開示の教示を使用して、当業者は、本開示の精神から逸脱することなく、本明細書で説明した実施形態の形態で省略、置換、及び/又は変更を行う様々な方法で本開示を修正及び適合させることができる。さらに、本開示を解釈する上で、全ての用語は、文脈と一致する最も広い可能な方法で解釈されるべきである。添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物は、本開示の範囲及び精神に含まれるようなそのような形態又は改変を包含することを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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